论泵送砼施工中裂缝产生的原因及防范策略

时间:2024-09-29 05:49:58 论文范文 我要投稿

论泵送砼施工中裂缝产生的原因及防范策略

  论文关键词:泵送砼 裂缝 原因分析 防范策略

  论文摘 要:本文首先阐述泵送砼的特点,进而阐述泵送砼产生裂缝的类型及其成因,最后提出泵送砼裂缝的防范策略,以供参考。

泵送砼是施工技术进步发展而来的一项施工技术,它可一次连续完成水平和垂直运输,并可连续浇筑,具有工艺简单、施工速度快、适用范围广、占用场地小、操作便捷、大大降低劳动强度等优点,在高层、桥梁、地铁等工程中被广泛应用。但由于泵送混凝土本身的工艺特点及施工工艺等原因,泵送砼施工的工程往往会出现一些裂缝,其在很大程度上影响结构的抗渗和耐久性能。本文就泵送砼施工易产生裂缝的原因和防范措施进行探讨,以供参考。
  1 泵送砼的特点
  1.1水泥用量多:为保证砼具有良好的可泵性,强度等级为C20~C60的砼中水泥用量一般为350~550kg/m3;最小水泥用量宜为300kg/m3;
1.2砂率高、用砂量多:为保证砼的流动性、粘聚性和保水性及便于运输、泵送和浇筑,泵送砼的砂率要比普通砼流动性大,约为38%~45%;通过0.315筛孔的砂不应小于15%;
1.3粗骨料粒径较小:为满足泵送要求粗骨料粒径往往较小,碎石不宜大于1:3,卵石不宜大于1:2.5,泵送砼的石子粒径不得大于泵送管道直径的1/4;
1.4添加剂:为改善砼性能,节约水泥和降低,施工时常掺加粉煤灰、矿渣等;
1.5水灰比宜为0.4~0.6;砼的坍落宜为80~180mm;
1.6泵送剂:多为高效减水剂、复合缓凝剂、引气剂等,对砼拌和物流动性和硬化性能有影响,因而对裂缝也有影响;
2 泵送砼产生裂缝的类型及其成因
2.1因素引起的温度裂缝
水泥水化过程中产生大量的热量,每立方米砼将放出17500~27500kJ的热量,砼内部温度升高30℃左右,—般在1~3d即释放50%以上热能。大体积砼,其形成的温度应力与其结构尺寸有关。在一定尺寸范围内,砼结构尺寸越大,温度应力也越大,因而引起裂缝的危险性也越大。
2.2砼塑性(沉陷)收缩裂缝
在板、墙等表面系数大的结构中使用泵送砼现浇施工,会经常出现一种早期裂缝。当砼沉陷时受到钢筋、模板抑制以及模板移动、基础沉陷所引起的裂缝。
2.3砼的干缩裂缝
干燥收缩的主要原因是砼在硬化后较长时间产生内水分蒸发引起的。砼的干燥收缩主要是由于水泥石干燥收缩造成的,砼的水分蒸发、干燥过程是由表及里逐渐发展的。
砼的干缩裂缝发生在表层很浅的位置,裂缝细微,有时呈平行线状或网状,常常不被人们注意。但须注意的是,干缩裂缝不仅严重损害薄壁结构的抗渗性和耐久性,也会使大体积砼的表面裂缝发展成为更严重的裂缝,影响结构的耐久性和承载能力。
 3 泵送砼裂缝的防范策略
3.1砼内部的温度与砼厚度及水泥品种、用量有关。在添加泵送剂或粉煤灰时,也可选用矿渣硅酸盐水泥。另外,在施工时,可充分利用砼后期强度,或是改善骨料级配,掺加粉煤灰或高效减水剂等来减少水泥用量,降低水化热。
3.2砼的干燥收缩受用水量的影响最大。因此,应严格控制泵送砼的用水量,即在砼配合比设计中,应尽可能将单方砼用水量控制在170kg/m3以下。
3.3选用合理的粗细骨料
3.3.1粗骨料:根据结构最小断面尺寸和泵送管道内径,选择合理的最大粒径,尽可能选用较大的粒径。实验表明:粗骨料5~40mm粒径可比525mm粒径的碎石或卵石砼可减少用水量6~8kg/rn3,降低水泥用量15kg/m3,因而可减少泌水、收缩和水化热;
3.3.2细骨料:以级配良好的中砂为宜,采用细度模数2.8的中砂比采用细度模数2.3的中砂,可减少用水量20~25kg/m3,可降低水泥用量28~35kg/m3,因而降低了水泥水化热、砼温升和收缩。所以选用合理砂率是必要的。如果砂率过大,就会影响砼的工作性和强度,而且能增大砼的收缩和裂缝。
3.4掺加掺合料
3.4.1大量试验研究和工程实践表明,砼中掺入一定数量优质的粉煤灰后,不但能代替部分水泥,而且由于粉煤灰颗粒呈球状具有滚珠效应,起到润滑作用,可改善砼拌和物的流动性、粘聚性和保水性,从而改善了可泵性。砼在1~28天龄期内,添加粉煤灰的百分数大致就是温度和水化热降低的百分数,即掺加20%粉煤灰的水泥砼,其温升和水化热约为未掺粉煤灰的水泥砼的80%,可见添加粉煤灰对降低砼的水化热和温升的效果是非常显著的。
3.4.2在砼中添加具有减水、增塑、缓凝、引气的外加剂,可以改善砼拌和物的流动性、粘聚性和保水性。同时,掺加外加剂,可使砼密实性好,可有效地提高砼的抗碳化性,可改善水泥浆的稠度,可提高水泥浆与骨料的粘结力,并可有效地提高的砼抗拉强度,提高其耐久性。但在选用外加剂时,须注意的是,必须选用干燥收缩小的减水剂或泵送剂。
3.5改善搅拌工艺
采用二次投料的净浆裹石或砂浆裹石工艺,可以有效地防止水份聚集在水泥砂浆和石子的界面上,使硬化后界面过渡层结构致密、粘结力增大,从而提高砼强度10%或节约水泥5%,并进一步减少水化热和裂缝。另外,砼搅拌时间要适当,搅拌时间过短、过长,都会造成拌和物均匀性变坏而增大沉陷。
3.6严格控制和改善浇筑工艺
3.6.1合理安排施工工艺,分层、分块浇筑,以利于散热,减小约束。砼浇筑前,应根据结构物结构尺寸、浇注面积的大小及约束情况等合理进行砼浇筑的工作面划分,保证分层分块满足设计及规范要求;大体积砼分层分块不宜过厚过大,以避免产生温度裂缝;
3.6.2振捣时间以10~15s/次为宜。对已浇筑的砼,在砼浇筑1~1.5h后,在终凝前进行二次振捣,表面压实,可排除砼因泌水,在石子、水平钢筋下部形成的空隙和水分,提高粘结力和抗拉强度,并减少内部裂缝与气孔,提高抗裂性。
3.6.3为了控制砼的总温升,减少大体积工程构件的内外温差,控制砼的出机温度和浇筑温度是一个重要措施。根据(DLT5144-2001)《水工混凝土施工规范》中的规定:高温季节施工时,砼最高浇筑温度应≤28℃。或在砂石堆场搭设简易遮阳棚并采用地弄供料,必要时可向料堆喷水,在搅拌砼时加冰块拌和,对降低砼入仓温度十分重要。
3.6.4砼浇筑时,下料不宜太快,防止堆积或振捣不充分。
3.7规定合理的拆模时间,及时进行表面保温
在泵送砼的施工中,为了提高模板的周转率,往往要求新浇筑的砼尽早拆模。当砼温度高于外界气温时应适当考虑推迟拆模时间,以免引起砼表面的早期裂缝。同时,在拆模时,为避免表面温度骤降而引起温度梯度,可在拆除模板后及时在表面覆盖一轻型保温,如泡沫海绵等,从而防止砼表面产生过大的拉应力,防止裂缝的产生。
3.8注重浇筑完毕后养护
砼养护主要是保温和保湿,以减少砼表面的热扩散,降低砼表层的温差,减少砼的干燥收缩,防止表面裂缝。必要时可以埋管在砼内通水冷却降温,效果十分明显。在寒冷季节,砼表面应设置保温措施,以防止寒潮袭击。
4 结束语
综上所述,泵送商品混凝土,因水泥用量多,单位用水量大,对砂率的要求又较高又添加化学外加剂,致使砼干燥收缩,产生裂缝的潜在危险较大,应引起足够重视。为此,在施工时,应选用适宜的水泥品种、减小水泥用量、选用合理的粗细骨料、掺加掺合剂、改善搅拌工艺、严格控制和改善浇筑工艺、规定合理的拆模时间及注重浇筑完毕后养护等,以提高混凝土的密实性和抗拉强度,防止裂缝的产生。
参考文献:
1. DL/T5144-2001.水工混凝土施工规范[S].
2.姚雪飞.防止泵送砼施工中出现裂缝的措施[J].水电施工,2007,(B07).
3.何如海.浅析泵送砼施工易产生裂缝的原因和防范措施[J].沿海企业与科技,2010,(07).

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